第二章數(shù)控編程原理

1、 數(shù)控機床之所以能夠自動地加工出符合圖紙要求的數(shù)控機床之所以能夠自動地加工出符合圖紙要求的零件，其關(guān)鍵是我們將載有零件加工信息的載體即控制零件，其關(guān)鍵是我們將載有零件加工信息的載體即控制介質(zhì)輸入到它的數(shù)控裝置，這樣它才能實現(xiàn)人的意愿。介質(zhì)輸入到它的數(shù)控裝置，這樣它才能實現(xiàn)人的意愿。因此，控制介質(zhì)的制備是數(shù)控機床工作之前所必須做的因此，控制介質(zhì)的制備是數(shù)控機床工作之前所必須做的準備工作。準備工作。通常，我們把從有了零件圖后到獲得控制介通常，我們把從有了零件圖后到獲得控制介質(zhì)的全過程稱為質(zhì)的全過程稱為。數(shù)控機床的程序編制有兩種。數(shù)控機床的程序編制有兩種方式：方式：手工編程手工編程和和自動編程自動編

2、程。本章主要講述用這兩種方。本章主要講述用這兩種方式制備控制介質(zhì)的過程和方法。式制備控制介質(zhì)的過程和方法。 一、程序編制的一般過程一、程序編制的一般過程 工藝處理1）確定裝夾方法和對刀點分析零件圖紙，選擇裝夾方法和定位基準分析零件圖紙，選擇裝夾方法和定位基準 是刀具加工零件時，刀具相對零件運是刀具加工零件時，刀具相對零件運動的起點，因此對刀點動的起點，因此對刀點也叫程序的坐標零點也叫程序的坐標零點。對刀。對刀點可以定在零件上，也可以定在零件外，但點可以定在零件上，也可以定在零件外，但必須與必須與零件的定位基準有一定的關(guān)系零件的定位基準有一定的關(guān)系，這樣才能確定機床，這樣才能確定機床坐標系與零件

3、坐標之間的關(guān)系坐標系與零件坐標之間的關(guān)系 2）確定加工路線就是加工過程中刀具運動的軌跡就是加工過程中刀具運動的軌跡 加工路線的選取加工路線的選?。罕ＷC零件的加工精度和表面粗糙度保證零件的加工精度和表面粗糙度 使數(shù)值計算工作簡單、程序段少使數(shù)值計算工作簡單、程序段少 應(yīng)使加工路線最短應(yīng)使加工路線最短 加工精度高加工精度低3）選擇刀具和確定切削用量選擇刀具的要求是選擇刀具的要求是： 安裝調(diào)整方便，剛性好，精度高，耐用度好。對于粗安裝調(diào)整方便，剛性好，精度高，耐用度好。對于粗精加工，可以采用不同的刀具精加工，可以采用不同的刀具 切削用量切削用量： 包括包括等。當粗等。當粗加工、精加工、鉆孔、攻絲、拐

4、角處銑削等切削用量不同加工、精加工、鉆孔、攻絲、拐角處銑削等切削用量不同時，都應(yīng)編在程序單內(nèi)。具體數(shù)值應(yīng)根據(jù)機床使用說明書時，都應(yīng)編在程序單內(nèi)。具體數(shù)值應(yīng)根據(jù)機床使用說明書和切削原理中有關(guān)方法，并結(jié)合實踐予以確定和切削原理中有關(guān)方法，并結(jié)合實踐予以確定 4）確定編程中的工藝指令大體上分為兩大類大體上分為兩大類 ： 一類是準備性工藝指令一類是準備性工藝指令為插補運算做好準備的工藝指令；如為插補運算做好準備的工藝指令；如G00 另一類是輔助性工藝指令另一類是輔助性工藝指令 與插補運算無關(guān)，如主軸的起停、正反轉(zhuǎn)等，與插補運算無關(guān)，如主軸的起停、正反轉(zhuǎn)等，如：如：M02 5）確定程序編制中的誤差程序編

5、制中的誤差由三部分組成程序編制中的誤差由三部分組成PP=f f（a a，b b，c c）式中式中 a a逼近誤差：即采用近似計算方法逼近零件輪廓逼近誤差：即采用近似計算方法逼近零件輪廓 時產(chǎn)生的誤差；時產(chǎn)生的誤差； b b插補誤差：即采用插補段插補誤差：即采用插補段( (直線，圓弧等直線，圓弧等) )逼近逼近 零件輪廓曲線時產(chǎn)生的誤差；零件輪廓曲線時產(chǎn)生的誤差； c c圓整誤差：即在編程數(shù)據(jù)處理時，把小數(shù)圓整圓整誤差：即在編程數(shù)據(jù)處理時，把小數(shù)圓整 成脈沖數(shù)而產(chǎn)生的誤差。成脈沖數(shù)而產(chǎn)生的誤差。 在零件圖中給出的允許公差，分配給編程的只是一小部分。在零件圖中給出的允許公差，分配給編程的只是一小部

6、分。因為數(shù)控機床的加工誤差還包括：控制系統(tǒng)誤差、伺服系統(tǒng)誤因為數(shù)控機床的加工誤差還包括：控制系統(tǒng)誤差、伺服系統(tǒng)誤差、零件的定位誤差、對刀誤差以及刀具和機床彈性變形誤差，差、零件的定位誤差、對刀誤差以及刀具和機床彈性變形誤差，其中伺服系統(tǒng)和零件定位誤差是主要的，其中伺服系統(tǒng)和零件定位誤差是主要的，一般取編程誤差一般取編程誤差P為為允許公差的允許公差的15110 數(shù)值計算 各幾何元素之間的連接點稱為各幾何元素之間的連接點稱為基點基點 ，在相鄰在相鄰基點間只能是一個幾何元素基點間只能是一個幾何元素 在一次插補的數(shù)控系統(tǒng)中，任一幾何元素均以在一次插補的數(shù)控系統(tǒng)中，任一幾何元素均以直線逼近應(yīng)根據(jù)允許編程

7、誤差，將曲線分割成若直線逼近應(yīng)根據(jù)允許編程誤差，將曲線分割成若干段直線，相鄰兩直線的交點稱為干段直線，相鄰兩直線的交點稱為節(jié)點節(jié)點。顯然，。顯然，由直線組成的零件輪廓其基點也就是節(jié)點由直線組成的零件輪廓其基點也就是節(jié)點 基點節(jié)點1）基點和節(jié)點 對于沒有刀具偏移運動的數(shù)控系統(tǒng)，應(yīng)計算出刀具對于沒有刀具偏移運動的數(shù)控系統(tǒng)，應(yīng)計算出刀具中心軌跡的基點和節(jié)點。而在一次插補的數(shù)控系統(tǒng)中，中心軌跡的基點和節(jié)點。而在一次插補的數(shù)控系統(tǒng)中，雖然具有刀具偏移功能，但除要求算出零件輪廓的基點雖然具有刀具偏移功能，但除要求算出零件輪廓的基點和節(jié)點外，往往還要求算出刀具中心輪廓的基點和節(jié)點和節(jié)點外，往往還要求算出刀具

8、中心輪廓的基點和節(jié)點 2）刀具中心軌跡的計算不同的數(shù)控系統(tǒng)有不同的輔助計算：不同的數(shù)控系統(tǒng)有不同的輔助計算： 對于增量坐標的數(shù)控對于增量坐標的數(shù)控系統(tǒng)，應(yīng)該計算出后一節(jié)點相系統(tǒng)，應(yīng)該計算出后一節(jié)點相對于前一節(jié)點的增量值對于前一節(jié)點的增量值 數(shù)值計算是以毫米數(shù)值計算是以毫米(mm)為單位進行的，為單位進行的，而數(shù)控系統(tǒng)要求輸入脈沖數(shù)，故應(yīng)將計算數(shù)值換算而數(shù)控系統(tǒng)要求輸入脈沖數(shù)，故應(yīng)將計算數(shù)值換算為脈沖數(shù)為脈沖數(shù) 由對刀點到切入點的程序，由由對刀點到切入點的程序，由切削完了返回到對刀點的程序都是切削完了返回到對刀點的程序都是輔助程序輔助程序。在數(shù)。在數(shù)值計算中，也應(yīng)算出輔助程序所需數(shù)據(jù)值計算中，也

9、應(yīng)算出輔助程序所需數(shù)據(jù) XYOBCDA3）輔助計算編寫程序單 根據(jù)計算出根據(jù)計算出的數(shù)值和已確定的數(shù)值和已確定的運動順序、刀的運動順序、刀號、切削參數(shù)以號、切削參數(shù)以及輔助動作，按及輔助動作，按照數(shù)控裝置規(guī)定照數(shù)控裝置規(guī)定使用的功能指令使用的功能指令代碼及程序段格代碼及程序段格式，逐段編寫加式，逐段編寫加工程序單。在程工程序單。在程序段之前加上程序段之前加上程序的順序號，在序的順序號，在其后加上程序段其后加上程序段結(jié)束符號結(jié)束符號 程序單編寫完之后，還必須將其內(nèi)程序單編寫完之后，還必須將其內(nèi)容記錄在控制介質(zhì)上，作為數(shù)控機床數(shù)容記錄在控制介質(zhì)上，作為數(shù)控機床數(shù)控裝置的輸入信息?？刂平橘|(zhì)多為穿孔控

10、裝置的輸入信息。控制介質(zhì)多為穿孔帶，也可以是磁帶。對于有的數(shù)控機床帶，也可以是磁帶。對于有的數(shù)控機床也可以將程序單的內(nèi)容直接用數(shù)控裝置也可以將程序單的內(nèi)容直接用數(shù)控裝置的鍵盤輸入存儲的鍵盤輸入存儲 制備控制介質(zhì)程序校驗和首件試切 程序單和程序介質(zhì)制備完畢后必須經(jīng)過程序單和程序介質(zhì)制備完畢后必須經(jīng)過校驗和試切才能正式輸入使用。校驗和試切才能正式輸入使用。一般方法一般方法是是。但這些方法只能檢查運動是否。但這些方法只能檢查運動是否正確，不能檢查由于刀具調(diào)整不當或編程計正確，不能檢查由于刀具調(diào)整不當或編程計算不準而造成的工件誤差的大小。因此，算不準而造成的工件誤差的大小。因此，。它不僅可檢查出程序單

11、和控制介質(zhì)的錯誤，它不僅可檢查出程序單和控制介質(zhì)的錯誤，還可知道加工精度是否符合要求。當發(fā)現(xiàn)尺還可知道加工精度是否符合要求。當發(fā)現(xiàn)尺寸有誤差時，應(yīng)分析錯誤的性質(zhì)，或者修改寸有誤差時，應(yīng)分析錯誤的性質(zhì)，或者修改程序單，或者進行尺寸補償程序單，或者進行尺寸補償 二、手工編程與自動編程二、手工編程與自動編程 手工編程手工編程適用于適用于幾何形狀不太復(fù)雜的簡單零件幾何形狀不太復(fù)雜的簡單零件，因，因為加工這種零件所需的程序不多，坐標計算也較筒單，為加工這種零件所需的程序不多，坐標計算也較筒單，穿孔帶也不長，出錯的可能性小，用手工編程既經(jīng)濟又穿孔帶也不長，出錯的可能性小，用手工編程既經(jīng)濟又及時及時 自動編

12、程自動編程適用于適用于復(fù)雜零件復(fù)雜零件，或者是，或者是需要進行復(fù)雜的需要進行復(fù)雜的工步與工藝處理的零件工步與工藝處理的零件，其編程計算相當繁瑣，程序量，其編程計算相當繁瑣，程序量大，手工編程很難完成大，手工編程很難完成 自動編程也稱計算機輔助編程，它是用一臺配有打自動編程也稱計算機輔助編程，它是用一臺配有打印機和自動穿孔機的通用計算機來完成圖印機和自動穿孔機的通用計算機來完成圖2-1所示的全過所示的全過程程 比 較EIA代碼 美國電子工業(yè)協(xié)會 一、穿孔帶和代碼一、穿孔帶和代碼 數(shù)控機床的信息讀入方式有兩種：數(shù)控機床的信息讀入方式有兩種：1 1、手動輸入、手動輸入 鍵盤、波段開關(guān)、插銷板等鍵盤、

13、波段開關(guān)、插銷板等 2 2、自動輸入、自動輸入 穿孔帶穿孔帶、磁帶等、磁帶等 五單位五單位八單位八單位多用于線切割簡易數(shù)控及點位控制等簡單功能的數(shù)控機床 廣泛用于車、銑、自動換刀等多功能的數(shù)控機床上 ISO代碼 國際標準化組織 EIA代碼補奇列特點：特點：EIA代碼為補奇代碼代碼為補奇代碼; ; 第第8列孔只用作程序列孔只用作程序段結(jié)束段結(jié)束CR符號符號; ; 其容量為其容量為 2664 Iso代碼補偶列ISO代碼為補偶代碼代碼為補偶代碼; ;ISOISO代碼有特征可尋，代碼有特征可尋，其數(shù)字碼在第其數(shù)字碼在第5 5列第列第6 6列都有孔，字母碼在列都有孔，字母碼在第第7 7列都有孔列都有孔

14、; ;ISOISO代碼的容量則為代碼的容量則為 2 27 7128 128 由此可見，與由此可見，與EIA代碼相比，代碼相比，ISO代碼具代碼具有信息量大、可靠性高、與當今數(shù)據(jù)傳輸系有信息量大、可靠性高、與當今數(shù)據(jù)傳輸系統(tǒng)統(tǒng)一等優(yōu)點，所以目前許多國家生產(chǎn)的軟統(tǒng)統(tǒng)一等優(yōu)點，所以目前許多國家生產(chǎn)的軟線與硬線數(shù)控系統(tǒng)已采用線與硬線數(shù)控系統(tǒng)已采用ISO代碼。在代碼。在19711973年間，英國、日本等國已在有關(guān)數(shù)控機年間，英國、日本等國已在有關(guān)數(shù)控機床國家標準中采用床國家標準中采用ISO代碼，美國電子工業(yè)協(xié)代碼，美國電子工業(yè)協(xié)會也在會也在EIARS-358標準中規(guī)定了標準中規(guī)定了ISO代碼與代碼與EI

15、A代碼并存，作為過渡措施。一些數(shù)控機床代碼并存，作為過渡措施。一些數(shù)控機床中設(shè)立了中設(shè)立了EIAISO代碼轉(zhuǎn)換的功能，允許采代碼轉(zhuǎn)換的功能，允許采用兩種代碼中的任意一種。用兩種代碼中的任意一種。 比較二、程序段格式二、程序段格式二、二、程序程序段格式段格式 程序段格式程序段格式又稱為數(shù)控紙帶的格式，或穿孔紙帶信息又稱為數(shù)控紙帶的格式，或穿孔紙帶信息安排格式。安排格式。 所謂所謂程序段程序段，就是指為了完成某一動作要求所需的功，就是指為了完成某一動作要求所需的功能能“字字”的組合。的組合。“字字”是表示某一功能的一組代碼符號，是表示某一功能的一組代碼符號，如如X2500為一個字，表示為一個字，表

16、示x向尺寸為向尺寸為2500；F20為一個字，為一個字，表示進給速度為表示進給速度為20。下面介紹。下面介紹ISO標準中常用功能字。標準中常用功能字。 例如：例如： N001 G00 X-20 Y12 F300 S300 T02 起始起始 中間中間 結(jié)尾結(jié)尾 程序段組成：程序段組成： NXXX 若干個功能字若干個功能字 LF 序號字 程序段結(jié)束符 字地址符功功 能能代代 碼碼備備 注注程序號程序號O 或或 %程序號程序號程序段序號程序段序號N順序號順序號準備功能準備功能G定義運動方式定義運動方式坐標地址坐標地址X、Y、ZA、B、C、U、V、WRI、J、K軸向運動指令軸向運動指令附加軸運動指令附

17、加軸運動指令圓弧半徑圓弧半徑圓心坐標圓心坐標進給速度進給速度F定義進給速度定義進給速度主軸轉(zhuǎn)速主軸轉(zhuǎn)速S定義主軸轉(zhuǎn)速定義主軸轉(zhuǎn)速刀具功能刀具功能T定義刀具號定義刀具號輔助功能輔助功能M機床的輔助動作機床的輔助動作偏置號偏置號H、D偏置號偏置號子程序號子程序號P子程序號子程序號重復(fù)次數(shù)重復(fù)次數(shù)L子程序的循環(huán)次數(shù)子程序的循環(huán)次數(shù)參數(shù)參數(shù)P、Q、R固定循環(huán)參數(shù)固定循環(huán)參數(shù)暫停暫停P、X暫停時間暫停時間準備功能字準備功能字坐標功能字坐標功能字進給功能字進給功能字主軸轉(zhuǎn)速功能字主軸轉(zhuǎn)速功能字刀具功能字刀具功能字輔助功能字輔助功能字1、常用功能字、常用功能字 1、常用功能字、常用功能字準備功能字G準備功能

18、字準備功能字 以地址符以地址符G為首，后跟為首，后跟二位數(shù)字二位數(shù)字(GOOG99)組成組成 坐標功能字坐標功能字坐標功能字 用來設(shè)定機床多坐標的位移量。它一般用來設(shè)定機床多坐標的位移量。它一般使用使用X、Y、Z、U、V、W、P、Q、R、A、B、C、D、E等地址符為首，在地址符后緊等地址符為首，在地址符后緊跟著帶有正跟著帶有正()、負、負(一一)的一串數(shù)字，該數(shù)的一串數(shù)字，該數(shù)字一般以系統(tǒng)脈沖當量為單位，不使用小數(shù)字一般以系統(tǒng)脈沖當量為單位，不使用小數(shù)點。一個程序段中有多個尺寸字時，一般按點。一個程序段中有多個尺寸字時，一般按上述地址符順序排列上述地址符順序排列 。 如：如：X20 Y-17

19、X50.如：如：X50.0 都可以表示沿都可以表示沿X軸移動軸移動50mm X50000 進給功能字進給功能字 用來指定刀具相對工件運動的速度，其用來指定刀具相對工件運動的速度，其單位一般為單位一般為mmmin。當進給速度與主軸轉(zhuǎn)。當進給速度與主軸轉(zhuǎn)速有關(guān)時，如車螺紋、攻絲或套扣等使用的速有關(guān)時，如車螺紋、攻絲或套扣等使用的單位為單位為mmr。進給功能字以地址符。進給功能字以地址符“F”為為首，其后跟一串數(shù)字代碼。具體有以下幾種首，其后跟一串數(shù)字代碼。具體有以下幾種指定方法指定方法 ：三位數(shù)代碼法三位數(shù)代碼法 二位數(shù)代碼法二位數(shù)代碼法 一位數(shù)代碼法一位數(shù)代碼法 直接指定法直接指定法 進給功能字

20、F F后跟三位數(shù)字，第一位為進給速度的整后跟三位數(shù)字，第一位為進給速度的整數(shù)位數(shù)加上數(shù)位數(shù)加上“3”，后二位是進給速度的前二位，后二位是進給速度的前二位有效數(shù)字。有效數(shù)字。 例如：例如：三位數(shù)代碼法三位數(shù)代碼法1728mmminF71715.25mmminF5150.1537mmminF315FXXXFXX 對對F后跟的后跟的二位數(shù)字代碼，二位數(shù)字代碼，規(guī)定了與規(guī)定了與0099相對應(yīng)的速度表相對應(yīng)的速度表,除除F00與與F99外，外，進給速度由進給速度由F01向向F98遞增，遞遞增，遞增按等比系數(shù)上增按等比系數(shù)上升升 二位數(shù)代碼法二位數(shù)代碼法一位數(shù)代碼法一位數(shù)代碼法 對于速度檔較少的數(shù)控機床可

21、用對于速度檔較少的數(shù)控機床可用F后跟一位后跟一位數(shù)，即數(shù)，即O9指定對應(yīng)的十種預(yù)定進給速度指定對應(yīng)的十種預(yù)定進給速度 直接指定法直接指定法 象尺寸字中的坐標位移量一樣，在象尺寸字中的坐標位移量一樣，在F后面按后面按照預(yù)定的單位直接寫上要求的進給速度照預(yù)定的單位直接寫上要求的進給速度 FX主軸轉(zhuǎn)速功能字S、刀具功能字刀具功能字刀具功能字主軸轉(zhuǎn)速功能字主軸轉(zhuǎn)速功能字 主軸轉(zhuǎn)速功能字的作用是用來指定主軸主軸轉(zhuǎn)速功能字的作用是用來指定主軸速度，單位為速度，單位為rpm，它以地址符，它以地址符S為首，后最為首，后最一串數(shù)字。它一串數(shù)字。它與以與以F為首的進給功能字一樣可為首的進給功能字一樣可采用三位、二

22、位、一位數(shù)字代碼法或直接指采用三位、二位、一位數(shù)字代碼法或直接指定法定法。數(shù)字的意義、分檔辦法及對照表與進。數(shù)字的意義、分檔辦法及對照表與進給功能字通用，只是單位改為轉(zhuǎn)分給功能字通用，只是單位改為轉(zhuǎn)分 在具有換刀功能的機床上，刀具功能字用以在具有換刀功能的機床上，刀具功能字用以選擇替換刀具。刀具功能由地址符選擇替換刀具。刀具功能由地址符T為首，其后為首，其后一般跟二位數(shù)字，代表刀具的編號。一般跟二位數(shù)字，代表刀具的編號。 輔助功能字M輔助功能字輔助功能字 輔助功能字輔助功能字以地址符以地址符M為首，為首，其后跟兩位數(shù)字其后跟兩位數(shù)字MOOM99 程序舉例下面通過一個簡單零件的加工實例說明程序格

23、式的構(gòu)成，如圖所示，加下面通過一個簡單零件的加工實例說明程序格式的構(gòu)成，如圖所示，加工矩形輪廓的工件，工作坐標系設(shè)在工件的上表面中心，刀具從中心出工矩形輪廓的工件，工作坐標系設(shè)在工件的上表面中心，刀具從中心出發(fā)，逆時針加工一周，加工程序為：發(fā)，逆時針加工一周，加工程序為：O0001N0001 G90G00X0Y0Z100.0S300M03；N0002 G00X0Y-50.0;N0003 G01Z-50.0F100;N0004 X100.0;N0005 Y50.0;N0006 X-100.0;N0007 Y-50.0；N0008 X0;N0009 Z100.0;N0010 Y0M05;N0011

24、 M30;2、常用的程序段格式、常用的程序段格式2、常用的程序段格式、常用的程序段格式 固定順序程序段格式固定順序程序段格式帶有分隔符的固定順序程序段格式帶有分隔符的固定順序程序段格式字地址程序段格式字地址程序段格式（又稱字地址可（又稱字地址可變程序段格式）變程序段格式）固定順序程序段格式固定順序程序段格式固定順序程序段格式 早期由于數(shù)控裝置簡單，規(guī)定了固定順序早期由于數(shù)控裝置簡單，規(guī)定了固定順序式程序段格式，例如：式程序段格式，例如：007 01 02500 13400 15 30 02 LFN G X Y F S M帶分隔符的帶有分隔符的固定順序程序段格式帶有分隔符的固定順序程序段格式 在

25、固定順序程序段之后又產(chǎn)生了一種具在固定順序程序段之后又產(chǎn)生了一種具有分隔符有分隔符TAB的固定順序程序段格式。其基的固定順序程序段格式。其基本形式與上述格式相同，只是各字間用分隔本形式與上述格式相同，只是各字間用分隔符隔開，以表示地址的順序，如上例可寫為；符隔開，以表示地址的順序，如上例可寫為； 007 TAB 01 TAB +02500 TAB一一13400 TAB 15 TAB 30 TAB 02 LF N G X Y F S M字地址程序段格式字地址程序段格式字地址程序段格式字地址程序段格式 這是這是目前使用最多目前使用最多的程序段格式。的程序段格式。以這種格式表示的程序段每一個字之前以

26、這種格式表示的程序段每一個字之前有地址碼用以識別地址，因此對不需要有地址碼用以識別地址，因此對不需要的字或與上程序段相同的字都可省略。的字或與上程序段相同的字都可省略。一個程序段內(nèi)的各字也可以不按順序排一個程序段內(nèi)的各字也可以不按順序排列，但為了編程序方便，常按一定順序列，但為了編程序方便，常按一定順序排列。采用這種程序段格式雖然增加了排列。采用這種程序段格式雖然增加了地址讀入電路，但編程直觀靈活，便于地址讀入電路，但編程直觀靈活，便于檢查，可縮短穿孔帶，檢查，可縮短穿孔帶，廣泛用于車、銑廣泛用于車、銑等數(shù)控機床等數(shù)控機床。對于字地址格式的程序段可以用一般形式來表示。如：對于字地址格式的程序段

27、可以用一般形式來表示。如：N3G2X23Y23F4S4T2M2，式中，式中:N3字地址字地址N后跟三位數(shù)表示程序段序號；后跟三位數(shù)表示程序段序號；G2準備功能字后跟二位數(shù)；準備功能字后跟二位數(shù)；X23 Y23意義與意義與X23相同；相同；F4進給功能字后跟四位數(shù)字指定進給速度；進給功能字后跟四位數(shù)字指定進給速度；S4-主軸轉(zhuǎn)速功能字后跟四位數(shù)字指定主軸轉(zhuǎn)速；主軸轉(zhuǎn)速功能字后跟四位數(shù)字指定主軸轉(zhuǎn)速；T2-刀具功能字后跟二位數(shù)來選擇刀具；刀具功能字后跟二位數(shù)來選擇刀具；M2-輔助功能字后跟二位數(shù)字。輔助功能字后跟二位數(shù)字。小數(shù)點后三位小數(shù)點后三位小數(shù)點前兩位小數(shù)點前兩位具有方向具有方向+、號號坐標

28、軸地址坐標軸地址右右手手笛笛卡卡爾爾坐坐標標系系統(tǒng)統(tǒng) 三、數(shù)控機床坐標系和運動方向的規(guī)定三、數(shù)控機床坐標系和運動方向的規(guī)定坐標軸規(guī)定各坐標軸及正方向的規(guī)定方法各坐標軸及正方向的規(guī)定方法 Z軸由傳遞切割動力的主軸所規(guī)定，使工件軸由傳遞切割動力的主軸所規(guī)定，使工件與刀具的距離增加的方向為與刀具的距離增加的方向為Z的正方向，即刀具的正方向，即刀具進入工件的方向為進入工件的方向為Z方向。方向。 X軸一般是水平的，且與工件裝夾面平行。軸一般是水平的，且與工件裝夾面平行。在工件旋轉(zhuǎn)的機床上，在工件旋轉(zhuǎn)的機床上，X運動方向是徑向的，與運動方向是徑向的，與橫向?qū)к壠叫?。刀具離開工件旋轉(zhuǎn)中心的方向是橫向?qū)к壠叫?/p>

29、。刀具離開工件旋轉(zhuǎn)中心的方向是+X方向。在刀具旋轉(zhuǎn)的機床上，若方向。在刀具旋轉(zhuǎn)的機床上，若Z坐標水平時，坐標水平時，由主軸向工件看時由主軸向工件看時+X方向向右。若方向向右。若Z坐標是垂直坐標是垂直的，由主軸向立柱看時的，由主軸向立柱看時+X方向向右。方向向右。 Y軸及正方向按右手笛卡爾坐標系統(tǒng)決定。軸及正方向按右手笛卡爾坐標系統(tǒng)決定。 車床舉例數(shù)控機床坐標系數(shù)控機床坐標系 機床坐標系與機床原點 工件坐標系和工件原點 絕對坐標與相對坐標 編程原點、對刀點、起刀點是機床上固有的坐標系，并設(shè)有固定的坐標原點。機床上有一些固定的基準線，如主軸中心線如主軸中心線；固定的基準面，如工作臺面、主軸端面、工

30、作臺側(cè)如工作臺面、主軸端面、工作臺側(cè)面和面和T T型槽側(cè)面。型槽側(cè)面。當機床的坐標軸手動返回各自的原點(又稱零點)以后，用各坐標軸部件上的基準線和基準面之間的距離來決定機床原點的位置，該點在該點在數(shù)控機床的使用說明書上均有說明。數(shù)控機床的使用說明書上均有說明。機床坐標系機床坐標系是編程人員在編程時使用的，由編程人員以工件以工件圖樣上的某一固定點為原點，圖樣上的某一固定點為原點， ( (也稱也稱工件原點工件原點) )所建立所建立的坐標系，編程尺寸都按工件坐標系中的尺寸確定。的坐標系，編程尺寸都按工件坐標系中的尺寸確定。在加工時，工件隨夾具在機床上安裝后，測量工件原點與機床原點之間的距離通過測量某

31、些基準面、線之間的距離來確定)，這個距離稱為工件原點偏置，如圖例所示。該偏置值需預(yù)存到數(shù)控系統(tǒng)中，在加工時，工在加工時，工件原點偏置值便能自動加到工件坐標系上，使數(shù)控系件原點偏置值便能自動加到工件坐標系上，使數(shù)控系統(tǒng)可按機床坐標系確定加工時的坐標值。統(tǒng)可按機床坐標系確定加工時的坐標值。因此，編程人員可以不必考慮工件在機床上的安裝位置和安裝精度，而利用數(shù)控系統(tǒng)的原點偏置功能，通過工件原點偏置值，來補償工件在工作臺上的裝夾位置誤差，使用起來十分方便，現(xiàn)在大多數(shù)數(shù)控機床均有這種功能。工件坐標系工件坐標系運動軌跡的終點坐標是相對于起點計量的坐標系，稱為相對坐標系(或增量坐標系)。 所有坐標點的坐標值均

32、從某一固定坐標原點計量的坐標系，稱為絕對坐標系。 在圖例中的A、B兩點，若以工件絕對坐標系計則 XA=12，YA=15；XB=30，YB=35 若以相對坐標計，則月點的坐標是在以A為原點建立起來的坐標系內(nèi)計量的，則終點B的相對坐標為： XB=18，YB=20。 在編程時，可根據(jù)具體機床的坐標系，從編程方便(如根據(jù)圖紙尺寸的標注方式)及加工精度要求選用坐標系的類型。絕對坐標與相對坐標絕對坐標與相對坐標坐坐標標原原點點偏偏置置直徑編程與半徑編程直徑編程與半徑編程 在數(shù)控車削編程中，X坐標值有兩種表示方法，即直徑編程和半徑編程。 1直徑編程 由于在圖樣上和在測量時，零件的徑向尺寸均以直徑表示，所以多

33、數(shù)數(shù)控車床系統(tǒng)采用直徑編程。即絕對坐標方式編程，X值為零件的直徑值；相對坐標方式編程，X為刀具徑向?qū)嶋H位移量的二倍。如圖所示，從A點加工到B點，B點絕對坐標為(40，-20)，增量坐標為(10，-20)。 2半徑編程 有的數(shù)控車床，采用半徑編程，即X值為零件半徑值或刀具徑向?qū)嶋H位移量。如圖所示，從A點加工到B點，B點絕對坐標為(20，-20)，增量坐標為(5，-20)。直徑半徑編程實例對刀點編程原點 是刀具加工零件時，刀具相對零件運動的起點，因此（對于無對刀儀的機床而言）對刀點也叫程序的坐標零點（編程原點、工件原點）。 對刀點可以定在零件上，也可以定在零件外，但必須與零件的定位基準有一定的關(guān)系

34、，這樣才能確定機床坐標系與零件坐標之間的關(guān)系 編程原點設(shè)置 如圖所示，在數(shù)控車床上，編程原點一般設(shè)在工件右端面與主軸回轉(zhuǎn)中心線交點 O Op p上，這種情況下在程序中Z Z坐標是負值；也可以選在工件左端面與主軸回轉(zhuǎn)中心的交點 上，這種情況下在程序中Z坐標是正值。 在加工中，編程原點的設(shè)置過程稱為對刀過程，該過程可在程序中用編程指令設(shè)置，也可直接通過操作面板的手動操作設(shè)置。po編程坐標系設(shè)定1設(shè)定方法1(一)通過操作面板設(shè)置 通過操作面板手動操作使刀具自起刀點移至編程原點處，如圖 (b)所示。此時將系統(tǒng)置零，使系統(tǒng)各坐標值均為零，完成對刀過程。(二)用編程指令設(shè)置 下面介紹兩種用指令設(shè)定編程坐標

35、原點的方法。 1通過起刀點相對編程原點的坐標值來設(shè)置 常用指令為G92(有的系統(tǒng)用G50)，其指令格式為 G92 X_Z_ 其中，X、Z為起刀點距編程原點在X向和Z向的距離。該指令一般作為第一條指令放在整個程序的最前面，執(zhí)行該指令后，即建立了以編程原點為坐標原點的坐標系。用此方法設(shè)定編程原點前，刀具位于起刀點處使用對刀儀確定X、Z值。如圖 (a)所示，已知X值為a，Z值為b，則其指令寫為 G92 Xa Zb (b)所示，此時X值為0，Z值為0，其指令寫為 G92 X0 Z0設(shè)定方法22通過編程原點相對機床零點的坐標值來設(shè)置 如圖所示(所示兩圖的編程原點位置不同)機床坐標系為XOZXOZ，編程坐

36、標系為X Xp pO Op pZ Zp p，機床零點O和編程原點O Op p并不重合。假設(shè)編程原點O Op p相對機床坐標系的坐標值為(O O，L L)，則設(shè)置編程原點指令格式為 G X0 ZL 不同機床，G指令不同，具體使用請參考機床編程說明書。編程坐標系設(shè)定2坐標系有關(guān)指令坐標系有關(guān)指令1、絕對尺寸與增量尺寸指令、絕對尺寸與增量尺寸指令G90 G91 (ISO代碼）代碼）u uv vy yx xAABBC C3030505040403030o oBC程序段加工：程序段加工： G90 G01 X30 Y40 （絕對坐標）（絕對坐標）或或G91 G01 X-50 Y-30（增量坐標）（增量坐標

37、）或或 G01 U-50 V-30（增量尺寸）（增量尺寸）2、工件坐標系設(shè)定指令、工件坐標系設(shè)定指令G92 （在（在EIA代碼中為代碼中為G54） 編制程序時首先要設(shè)定一個坐標系，程序上的坐標值編制程序時首先要設(shè)定一個坐標系，程序上的坐標值均以此坐標系為依據(jù)，此坐標系稱為工件坐標系。均以此坐標系為依據(jù)，此坐標系稱為工件坐標系。G92指指令是規(guī)定工件坐標系零點的指令。令是規(guī)定工件坐標系零點的指令。執(zhí)行執(zhí)行G92指令后，也就指令后，也就確定了刀具刀位點的初始位置與工件坐標系坐標原點的相確定了刀具刀位點的初始位置與工件坐標系坐標原點的相對距離。對距離。 注意：注意：G92 指令執(zhí)行前的刀具位置，須放

38、在程序所要指令執(zhí)行前的刀具位置，須放在程序所要求的位置上求的位置上，因刀具在不同的位置，所設(shè)定出的工件坐標，因刀具在不同的位置，所設(shè)定出的工件坐標系的零點位置也不同。系的零點位置也不同。 G92為續(xù)效為續(xù)效(模態(tài)模態(tài))指令，只是在重新設(shè)定時，先前的設(shè)指令，只是在重新設(shè)定時，先前的設(shè)定才無效。該坐標系在機床重開機時消失定才無效。該坐標系在機床重開機時消失 G92格式：格式： G92 X_ Y_ Z_ ；例：例： G92 X150.0Y300.0Z200.0； G92實例實例平面選擇指令平面選擇指令(G17，G18，G19)平面選擇指令平面選擇指令(G17，G18，G19) 在三坐標機床上加工時，

39、如進行圓弧插補，要規(guī)定加工所在在三坐標機床上加工時，如進行圓弧插補，要規(guī)定加工所在的平面，用的平面，用G代碼可以進行平面選擇，如圖所示。代碼可以進行平面選擇，如圖所示。 G17 XY平面平面 G18 ZX平面平面 G19 YZ平面平面其中，其中，G17在使用時可以省略。在使用時可以省略?？焖俣ㄎ豢焖俣ㄎ?G00) 刀具從當前位置快速移動到切削開始前的位置，在切削完刀具從當前位置快速移動到切削開始前的位置，在切削完了之后，快速離開工件。一般在了之后，快速離開工件。一般在刀具非加工狀態(tài)的快速移動刀具非加工狀態(tài)的快速移動時時使用，該指令只是快速到位，其運動軌跡因具體的控制系統(tǒng)不使用，該指令只是快速到

40、位，其運動軌跡因具體的控制系統(tǒng)不同而異，進給速度同而異，進給速度F對對G00指令無效。指令無效。格式：格式：G00 X_Y_Z_；例：例： G90G00X40.0Y20.0；如圖所示。；如圖所示。 G00直線插補指令直線插補指令(G01) 刀具作兩點間的直線運動加工時用該指令，刀具作兩點間的直線運動加工時用該指令，G01指令表指令表示刀具從當前位置開始以給定的速度示刀具從當前位置開始以給定的速度(切削速度切削速度F)，沿直線移，沿直線移動到規(guī)定的位置。動到規(guī)定的位置。格式：格式： G01X_Y_Z_F_;例：例： G01X40.0Y20.0F100;如圖如圖2-14所示。所示。其中其中G01、

41、F指令都是續(xù)效指令，即一直有效直到改變?yōu)橹埂Ｖ噶疃际抢m(xù)效指令，即一直有效直到改變?yōu)橹埂?G01G02 G03圓弧插補指令圓弧插補指令(G02，G03) 圓弧插補，圓弧插補，G02為順時針加工，為順時針加工，G03為逆時針加工為逆時針加工 刀具進行圓弧插補時必須規(guī)定所在平面，然后再確定回轉(zhuǎn)方向，刀具進行圓弧插補時必須規(guī)定所在平面，然后再確定回轉(zhuǎn)方向，如圖如圖215所示，沿圓弧所在平面所示，沿圓弧所在平面(如如XY平面平面)的另一坐標軸的負方的另一坐標軸的負方向向(-Z)看去，順時針方向為看去，順時針方向為G02，逆時針方向為，逆時針方向為G03。格式：格式：G 0 2G03R_I_ J_G17X

42、_ Y_F_G18G 0 2G03X_ Z_R_I_ K_F_G19G 0 2G03Y_ Z_R_J_ K_F_ X、Y、Z表示圓弧終點坐標，可以用絕對值，也可以用增量值，表示圓弧終點坐標，可以用絕對值，也可以用增量值，由由G90或或G91指定。指定。R表示法：用半徑R帶有符號的數(shù)值來表示： AB180 ：R 0 如 R100； BA180 ：R 0 如 R-100 XYOABBAXYOG02G02ZZPXPZPO02G03G03G02GPXPZPO暫停功能暫停功能G04 自動機床原點返回指令自動機床原點返回指令G28暫停功能暫停功能(G04) G04暫停指令可使刀具作短時間無進給加工或機床空

43、運轉(zhuǎn)使加暫停指令可使刀具作短時間無進給加工或機床空運轉(zhuǎn)使加工表面降低表面粗糙度。工表面降低表面粗糙度。格式：格式： G04 X1.6或或G04 P1600;1.6或或1600表示表示1.6s，G04為非續(xù)效指令。為非續(xù)效指令。自動機床原點返回指令自動機床原點返回指令(G28) 機床原點是機床各移動軸正向移動的極限位置。如刀具交換時機床原點是機床各移動軸正向移動的極限位置。如刀具交換時常用到常用到Z軸參考點的返回。軸參考點的返回。格式：格式：G28 X_ Y_ Z_；例：例： G90G28 X500.0Y350.0； 如圖。如圖。 該指令表示刀具經(jīng)過中間該指令表示刀具經(jīng)過中間點坐標返回機床原點。

44、點坐標返回機床原點。(1) 刀具半徑補償指令刀具半徑補償指令(G40，G41，G42)(2) 刀具長度偏置指令刀具長度偏置指令(G43，G44，G49)刀具的補償與偏置指令刀具的補償與偏置指令（車刀）（車刀） 刀具的幾何位置補償?shù)毒叩膸缀挝恢醚a償（車刀）（車刀）假想刀尖假想刀尖車圓錐產(chǎn)生的誤差車圓錐產(chǎn)生的誤差車圓弧面產(chǎn)生的誤差車圓弧面產(chǎn)生的誤差（車刀）刀具圓弧半徑補償（車刀）刀具圓弧半徑補償（車刀）刀具半徑補償（車刀）刀具半徑補償（車刀）刀具半徑補償實例（車刀）刀具半徑補償實例 如圖(a)所示，未采用刀具半徑補償指令時，刀具以假想刀尖軌跡運動，圓錐面產(chǎn)生誤差。 圖(b)所示，采用刀具半徑補償指

45、令后，系統(tǒng)自動計算刀尖圓弧圓心軌跡，并使刀具按刀尖圓弧圓心軌跡運動，無表面形狀誤差。A0A1為產(chǎn)生刀補過程，A4A5為取消刀補過程。解：編程如下。解：編程如下。 N0040 G00 X10 Z2 (快進至快進至A0點點) N0050 G41 G01 X10 Z0 F40 (刀具左補償?shù)毒咦笱a償A0A1) N0060 Z-20 (車車20外圓外圓A1A2) N0070 X35 Z-55 (車錐面車錐面A2A4)N0080 G40 G01 X40 Z-55 (退刀并取消刀具補償退刀并取消刀具補償A4A5) 刀具半徑補償指令刀具半徑補償指令(G40，G41，G42) 旋轉(zhuǎn)刀具補償旋轉(zhuǎn)刀具補償(1)

46、刀具半徑補償指令刀具半徑補償指令(G40，G41，G42) 在編制輪廓切削加工的場合，一般以工件的輪廓尺寸為刀具軌跡在編制輪廓切削加工的場合，一般以工件的輪廓尺寸為刀具軌跡編程，這樣編制加工程序簡單，即假設(shè)刀具中心運動軌跡是沿工件編程，這樣編制加工程序簡單，即假設(shè)刀具中心運動軌跡是沿工件輪廓運動的，而實際的刀具運動軌跡要與工件輪廓有一個偏移量輪廓運動的，而實際的刀具運動軌跡要與工件輪廓有一個偏移量(即刀具半徑即刀具半徑)，如圖，如圖2-18所示。利用刀具半徑補償功能可以方便地實所示。利用刀具半徑補償功能可以方便地實現(xiàn)這一轉(zhuǎn)變，簡化程序編制，機床可以自動判斷補償?shù)姆较蚝脱a償現(xiàn)這一轉(zhuǎn)變，簡化程序編

47、制，機床可以自動判斷補償?shù)姆较蚝脱a償值大小，自動計算出實際刀具中心軌跡，并按刀心軌跡運動。值大小，自動計算出實際刀具中心軌跡，并按刀心軌跡運動。半徑補償（銑床）G40 刀具補償取消刀具補償取消G41 刀具左補償?shù)毒咦笱a償G42 刀具右補償?shù)毒哂已a償 G41左補償指令是沿著刀具前進的方向觀察，刀具左補償指令是沿著刀具前進的方向觀察，刀具偏在工件輪廓的左邊，而偏在工件輪廓的左邊，而G42則偏在右邊，如圖則偏在右邊，如圖219所所示。示。G41、G42皆為續(xù)效指令。皆為續(xù)效指令。 例：例： G90G01G41X100.0Y150.0D01； 其中其中D01為補償值，需提前輸入機床內(nèi)部。為補償值，需提

48、前輸入機床內(nèi)部。刀具長度偏置指令刀具長度偏置指令(G43，G44，G49)(2)刀具長度偏置指令刀具長度偏置指令(G43，G44，G49) 刀具長度偏置指令用于刀具軸向的補償，它可以使刀具在刀具長度偏置指令用于刀具軸向的補償，它可以使刀具在Z方方向上的實際位移量大于或小于程序的給定值。另外，工件加工時，向上的實際位移量大于或小于程序的給定值。另外，工件加工時，所選用的刀具長度各異，在沿所選用的刀具長度各異，在沿Z軸方向接近工件時，為便于統(tǒng)一定軸方向接近工件時，為便于統(tǒng)一定位基準，在編程時就使用刀具長度偏置功能位基準，在編程時就使用刀具長度偏置功能(如圖如圖)。 長度補償（銑床）使用使用G43時

49、時G43 正向偏置正向偏置 G44 負向偏置負向偏置 G49 偏置取消偏置取消偏置方向的規(guī)定，不論程序使用絕偏置方向的規(guī)定，不論程序使用絕對坐標指令還是相對坐標指令，刀對坐標指令還是相對坐標指令，刀具沿具沿Z軸移動的坐標值，要考慮由軸移動的坐標值，要考慮由H代碼設(shè)定的偏置量代碼設(shè)定的偏置量(刀具長度刀具長度)，當使用當使用G43時時(圖圖2-20(a)，與程序，與程序給定移動量的代數(shù)值做加法。使用給定移動量的代數(shù)值做加法。使用G44時做減法，從而得到實際的移時做減法，從而得到實際的移動的終點坐標，動的終點坐標，G43稱正偏置，稱正偏置，G44稱負偏置。稱負偏置。實例應(yīng)用舉例應(yīng)用舉例(刀具快速接

50、近程序刀具快速接近程序)O0001G90 G54 X0 Y0 M03；G43 Z100.0 H01M08M02快速接近點快速接近點Z軸加工位置軸加工位置固定循環(huán)固定循環(huán)(G73，G74，G76，G80G89) 固定循環(huán)固定循環(huán)(G73，G74，G76，G80G89) 在數(shù)控加工中，一些典型的加工工序，如鉆孔，一般需要快速接在數(shù)控加工中，一些典型的加工工序，如鉆孔，一般需要快速接近工件、慢速鉆孔、快速回退等固定的動作。又如在車螺紋時，需近工件、慢速鉆孔、快速回退等固定的動作。又如在車螺紋時，需要切入、切螺紋、徑向退出，再快速返回四個固定動作。將這些典要切入、切螺紋、徑向退出，再快速返回四個固定動

51、作。將這些典型的、固定的幾個連續(xù)動作，用一條型的、固定的幾個連續(xù)動作，用一條G指令來代表，這樣，只須用指令來代表，這樣，只須用單一程序段的指令程序即可完成加工，這樣的指令稱為固定循環(huán)指單一程序段的指令程序即可完成加工，這樣的指令稱為固定循環(huán)指令。對鉆孔用循環(huán)指令，其固定循環(huán)指令由令。對鉆孔用循環(huán)指令，其固定循環(huán)指令由6步形成，如圖步形成，如圖2-21所所示。示?？焖僖苿拥娇焖僖苿拥?X，Y)坐標。坐標。沿沿Z軸快速移動，并達軸快速移動，并達R點。點。切削進給加工。切削進給加工。加工至孔底位置加工至孔底位置(暫停，主軸停，主軸反暫停，主軸停，主軸反轉(zhuǎn)等轉(zhuǎn)等)。返回到返回到R點點(快速返回和切削進

52、給返回快速返回和切削進給返回)。快速返回到起始點?？焖俜祷氐狡鹗键c。以下說明幾個鉆孔循環(huán)指令：以下說明幾個鉆孔循環(huán)指令：G73指令的格式：指令的格式： G98G99G73 X_ Y_ Z_ R_ Q_ F_; 這里q是每次進刀深度，d是每次的退刀量 G76指令的格式 G76 X_ Y_ Z_ R_ P_ Q_ F_； G98G99G76常用于鏜孔加工 G81指令的格式： G76 X_ Y_ Z_ R_ P_ Q_ F_； M指令是用來控制機床各種輔助動作及開關(guān)狀態(tài)的。如指令是用來控制機床各種輔助動作及開關(guān)狀態(tài)的。如主軸的轉(zhuǎn)與停、冷卻液的開與關(guān)等等。程序的每一個語句中主軸的轉(zhuǎn)與停、冷卻液的開與關(guān)

53、等等。程序的每一個語句中M代碼只能出現(xiàn)一次。代碼只能出現(xiàn)一次。 下面介紹一下主要的下面介紹一下主要的M指令指令 1M00程序停止程序停止執(zhí)行含有執(zhí)行含有M00指令的語句后，機床自動停止。如編程者想指令的語句后，機床自動停止。如編程者想要在加工中使機床暫停要在加工中使機床暫停(檢驗工件、調(diào)整、排屑等檢驗工件、調(diào)整、排屑等)，使用，使用M00指令，重新啟動程序后，才能繼續(xù)執(zhí)行后續(xù)程序。指令，重新啟動程序后，才能繼續(xù)執(zhí)行后續(xù)程序。2M01選擇停止選擇停止執(zhí)行含有執(zhí)行含有M01的語句時，如同的語句時，如同M00一樣會使機床暫時停止，一樣會使機床暫時停止，但是，只有在機床控制盤上的但是，只有在機床控制盤上的“選擇停止選擇停止”鍵處在鍵處在“ON”狀態(tài)時此功能才有效，否則，該指令無效。常用于關(guān)鍵尺狀態(tài)時此功能才有效，否則，該指令無效。常用于關(guān)鍵尺寸的檢驗或臨時暫停。寸的檢驗或臨時暫停。 3M02程序結(jié)束程序結(jié)束該指令表明主程序結(jié)束，機床的數(shù)控單元復(fù)位，如主軸、進給、該指令表明主程序結(jié)束，機床的數(shù)控單元復(fù)位，如主軸、